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家用小轎車

建國70年以來，國富民強，人們的生活水平的不斷提高，轎車已進入千家萬戶。如圖*是一款家用小轎車，轎車外形設計成流線型從而減小行駛阻力，圖*所示為該轎車在水平路面上啟動過程中的速度圖象，OA為過原點的傾斜直線，BC為水平直線，AB是與OA和BC都相切的曲線。已知0～5s內汽車的牽引力恆為F＝4000N，t＝5s時，汽車的功率達到額定功率40kW，且在之後的運動過程中保持該功率不變。假設汽車行駛中所受的阻力大小恆為f＝1000N．（汽車行駛時牽引力F、功率P和速度v的關係為P＝Fv）

（1）如圖乙為小轎車的方向盤，方向盤屬於________（槓桿/滑輪/輪軸）；

（2）t＝5s時汽車速度v1＝________m/s；

（3）求t＝35s時汽車速度v2＝________m/s；

（4）在圖丁中作出0～35s內牽引力的功率P隨時間t變化的圖象；

（5）5～35s內牽引力所做的功________J。

【回答】

（1）輪軸；（2）10；（3）40；（4）如下圖；（5）1.2×106。

【解析】（1）汽車方向盤本質是一個輪軸，使用的好處是可以省力，便於轉向；

（2）t＝5s時，由P＝Fv可知，汽車速度v1＝＝＝10m/s；

（3）t＝35s時，汽車作勻速運動，由二力平衡知，牽引力F2＝f＝1000N，

故汽車的速度為：v2＝＝＝40m/s；

（4）0～5s內，v與t成正比關係，F＝8000N，根據P＝Fv得，P與t成正比關係；

0～35s內，功率保持額定功率不變。

故牽引力的功率P隨時間t變化的圖象如圖所示：

（5）5～35s內牽引力所做的功是：W＝P額t＝40000W×30s＝1.2×106J。

知識點：力和機械 單元測試

題型：綜合題